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P69 問39 (第3章 数列)

問39

lim𝑛|𝑢𝑛|=0 ならば lim𝑛𝑢𝑛=0 を証明せよ.逆は真であるか.

 |𝑢𝑛|<𝜀 を示せばよいので,定義のとおりに示す.逆は真かどうかも定義とおりにやる.

 |𝑢𝑛|<𝜀 を示す.

 仮定より,任意の正の数 𝜀 に対し,ある自然数 𝑁(=𝛿(𝜀)) が存在し,

𝑛>𝑁||𝑢𝑛|0|<𝜀

となる.

 ||𝑢𝑛|0|=||𝑢𝑛||=|𝑢𝑛| なので,|𝑢𝑛|<𝜀 ということになる.これは lim𝑛𝑢𝑛=0 そのままである.よって示せた.

lim𝑛𝑢𝑛=0 ならば lim𝑛|𝑢𝑛|=0

 真である.

 ||𝑢𝑛|0|<𝜀 を示す.三角不等式(||𝑎||𝑏|||𝑎𝑏|)より,||𝑢𝑛|0||𝑢𝑛0| である.書くほどではないが |𝑢𝑛0|=|𝑢𝑛| から,||𝑢𝑛|0||𝑢𝑛|.仮定より,|𝑢𝑛|<𝜀 なので,合わせると ||𝑢𝑛|0|<𝜀 となる.(面倒なので,定義から書き下していない.)したがって,逆は真である.

  • lim𝑛𝑢𝑛=0 ならば lim𝑛|𝑢𝑛|=0 は真.
  • lim𝑛|𝑢𝑛|=0 ならば lim𝑛𝑢𝑛=0 も真.